本论文以朔州市某煤矿为例,通过设计一个特定通信系统实现地面与煤矿井下采掘面智能设备的实时通信,并合理设定该系统的通信距离,确保通信的实时性和可靠性,以满足煤矿井下实际操作的需求。本次通信系统的电路部分包括WIFI蓝牙通信模块和HF-LPB100WI-FI通信模块,选择MSP430系列单片机控制整个通信电路,该类型单片机是由TI公司研发和生产的,功耗低、性能优良。本次通信系统的硬件电路设计部分包括PCB电路图和钻机通信系统原理图两部分。根据设计要求,本次通信系统的通用数据帧格式包括命令位、校验位、数据长度、命令类型和命令头五部分,并且钻机数据类型与命令格式是一一对应的,基于TCP协议和C#语言编程完成本系统通信协议的设计。由于煤矿井下环境恶劣,情况复杂,本次设计的应用程序均能在WINCE系统中完美运行,借助防爆PDA在很短距离内获取钻机内部的缓存数据。本论文通过改进RPL路由协议的父节点选择指数、节点Rank数值和STI计算方法形成CM-RPL协议,详细介绍CM-RPL路由协议的创新点及应用方案,并借助Cooja无线仿真平台完成整个仿真分析过程。本论文借助Cooja无线仿真平台完成CM-RPL路由协议的相关仿真测试,测试内容有井下通信延时、丢包率、传输误码率、井下无线通信距离,最后进行井下实际综合测试,并系统分析各项测试结果。根据测试结果发现,在未达到运行稳定的过程中,相比RPL路由协议,本次CM-RPL路由协议改变父节点的次数仅为原来的74.5%,在网路运行稳定阶段,剩余能量提高率达到23.4%,对于同一节点,相比RPL路由协议,本次CM-RPL路由协议下该节点的丢包率明显降低。